| 研究概要 |
アルカリ金属炭酸塩の混合物に保持体の役割をもたせるためにアルミナを混合した系は,その共融点付近で,少量の液相が発生しても固体状態を保持し,高導電性の固体電解質としての特性を示すことが期待される。アルカリ金属炭酸塩として、Li_2CO_3,Na_2CO_3およびK_2CO_3を選び,これらの3成分混合系にアルミナを混合した幾つかの系の導電率を測定した結果,期待した特性を持つ系が見いだされた。Al_2O_3,Na_2CO_3,K_2CO_3,Li_2CO_3をそれぞれ20.0,65.5,9.5,5.5mol%混合した系はその1つの例で,導電率は,この系の共融点(390℃)近傍で約1000倍増大し,10^<ー2>S・cm^<ー1>に達することが分かった。しかも,共融点より高温の436℃でも形状は保持され,電極に用いた金蒸着膜にも劣化はなかった。K_2CO_3とLi_2CO_3の混合量がこれより少ない場合は,同じ温度範囲で導電率の増加は10倍程度と小さかった。
また,PbCl_2にNa_2CO_3を混合した系はPbCl_2単味の約30倍の高い導電率を持ち,300ー375℃で10^<ー2>S・cmyに達することが分かった。ただし,この場合390℃付近でNa_2CO_3は分解されることが示差熱分析と熱重量曲線から確認された。この結果,導電率の増大は,Na_2CO_3が分解して生成されるNa_2Oが一部固溶し,KochーWagner型欠陥の塩化物イオン空孔を発生することによるものと考えられる。それゆえ,この導電は,塩化物イオンがこの空孔を経由して移動するイオン伝導が支配的であると考えられる。
以上2つの混合系は,CO_2ガスセンサ用濃淡電池の固体電解質としての使用が期待される。
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